Eritrocite. Structura, sarcina, cantitatea, functiile, caracteristicile metabolismului
eritrocite
Eritrocitele sunt celule roșii din sânge. Cel mai adesea au o formă biconcavă. Diametrul unui eritrocite este de 7,3 µm, iar suprafața este de 145 µm2. Eritrocitele au o formă biconcavă - normocitele 3D, iar într-o astfel de formă nu există un singur punct în eritrocit care să fie la mai mult de 0,85 microni de suprafața lui ^ Dacă eritrocitele ar fi sferice, atunci centrul celulei ar fi la o distanță de 25 de microni, iar suprafața totală ar fi cu 20% mai mică. Raportul dintre suprafață și volum, egal cu 1,5, favorizează deformabilitatea eritrocitelor și favorizează transferul de oxigen de la plămâni la organe.O scădere a acestui raport, observată cu creșterea volumului unui eritrocit, dobândind o formă sferică, îl face mai puțin deformabil. Acest lucru duce la distrugerea rapidă a eritrocitelor. În plus, această formă permite fixarea eritrocitului în rețeaua de fibrină în timpul formării unui tromb ^ £ printre eritrocite, pe lângă normocite, există și microcite (cu d< 7,2 мкм) и макроцитьг^с d >8-9 um). Discocite (normocite), planocite (cu o suprafață plană), stomatocite (în formă de cupolă), sferocite (sferocite), echinocite (stiloide) etc.
Membrana eritrocitară este formată din 4 straturi.
Cele două straturi din mijloc sunt compuse din fosfolipide stabilizate de colesterol. Creșterea raportului colesterol/fosfolipide din membrană crește vâscozitatea acesteia, îi reduce fluiditatea și elasticitatea. Deformabilitatea eritrocitelor scade.
Fosfolipidele sunt principala componentă structurală și funcțională a membranelor. Există patru clase principale de fosfolipide, care sunt conținute în membrana eritrocitară în următoarele concentrații: fosfatidilcolină - 28%, fosfatidiletanolamină - 27%, sfingomielină 26%, fosfatidilserina -13%.
Molecula de fosfolipide este formată din trei părți principale - un „cap” și două „cozi”. „Cozi” - lanțuri alungite de acizi grași.Compoziția fosfolipidelor membranei eritrocitare include acizi oleic, arahidonic, linoleic, palmitic și stearic. În stratul dublu, „capetele” hidrofile ale moleculelor de fosfolipide formează suprafețele superioare și inferioare ale membranei, în timp ce „cozile” hidrofobe ale membranei sunt atașate între ele și sunt ascunse în grosimea acesteia. O caracteristică importantă a membranelor este asimetria bistratului - compoziția diferită a lipidelor în straturile sale interioare și exterioare.Asimetria bistratului este creată și menținută de enzimele metabolismului lipidic. Oferă interacțiuni intercelulare - fosfolipidele membranei eritrocitare sunt actualizate datorită schimbului lor cu lipidele din plasma sanguină. În timpul zilei, 25% din toate fosfolipidele membranare sunt schimbate.
Proteinele sunt o altă componentă importantă a membranei împreună cu fosfolipidele. Ele diferă prin gradul de scufundare în stratul dublu lipidic: unele sunt situate superficial, formând stratul exterior al membranei; alții o străpung; al treilea - susține bistratul din partea laterală a citoplasmei, formând stratul interior. Interacționând între ele, proteinele creează cadrul membranei, asigurându-i rezistența? Există o relație strânsă între proteine și lipide. Lipidele determină mobilitatea proteinelor și sunt responsabile de plasticitatea și deformabilitatea membranelor.
Principalele clase de proteine membranare sunt reprezentate de proteine integrale și periferice.
Proteinele integrale sunt strâns asociate cu stratul dublu lipidic, îl pătrund prin și prin el și pot include fragmente de lipide și carbohidrați în compoziția lor.
(Proteina-3 este principala proteină integrală. Ea, interacționând cu ankyrino "m> situat pe partea interioară a membranei, asigură o legătură puternică între stratul dublu lipidic și proteinele periferice. Funcțiile proteinei-3 sunt următoarele: este principalul purtător de anioni, Conține locuri pentru legarea gliceraldehidă fosfat dehidrogenază, aldolază, hemoglobină. Pe suprafața sa exterioară există un sistem antigenic care determină afilierea de grup a eritrocitelor.
Glicoforinele formează molecule de sialoglicopeptide mari: părțile glicozilate ale glicoforinelor, purtătoare de grupuri sau receptori încărcate, contribuie la răspândirea lor la distanțe considerabile spre exterior de suprafața membranelor. Glicoforina A intensifică acțiunea proteinelor transmembranare, contribuie la întărirea și stabilizarea citoscheletului.
ATPazele de membrană - sunt 3. Na * -K + -ATPaza elimină Na + din eritrocit și introduce K +. Ca2+-ATP-aza - mută Ca2+ din eritrocit atunci când este legat de proteina calmodulină. Odată cu creșterea concentrației de Ca2* în citoplasmă, activitatea pompei de calciu este îmbunătățită și este prevenită defalcarea scheletului membranei_1\^2+-ATPazei, care poate fi un modulator al modificărilor formei eritrocitelor. Funcția tuturor ATPazelor membranare este de a furniza energie pentru transportul activ al ionilor.
Proteinele periferice se caracterizează printr-o adâncime mai mică de penetrare în stratul dublu și o interacțiune slabă cu acesta.
Spectrina este principala proteină a scheletului membranei, aceasta din urmă include și alte proteine periferice: actina, proteina-4.1 și proteina-4.9 (leagă actina). Toate sunt localizate pe suprafața citosolică a membranei și formează baza scheletului membranei, care are o structură puternică, rigidă.
Acetilcolinesteraza - o enzimă care catalizează descompunerea acetilcolinei) este situată pe partea exterioară a membranei eritrocitelor. Majoritatea enzimelor de glicoliză sunt orientate către citoscheletul membranei eritrocitare.
Proteinele care formează membrana eritrocitară îndeplinesc multe funcții: asigură puterea citoscheletului, controlează constanța compoziției ionice a citoplasmei cu participarea ATPazelor de transport, participă la recunoașterea specifică a substanțelor biologic active, reglează metabolismul intracelular, determină proprietățile imune și, de asemenea, asigură nevoile de energie ale celulei.
Spre deosebire de membranele altor celule, membrana eritrocitară are o permeabilitate ridicată pentru C>2, CCL, HCO3, CG.Este slab permeabilă la cationii Na+,K+, care trec încet prin porii transmembranari.
Eritrocitele de mamifere sunt formațiuni fără nucleu, cu respirație intrinsecă foarte scăzută. Fără nucleu, un eritrocit consumă de 200 de ori mai puțin U2 decât celulele nucleare. O scădere a aportului de Oi duce la o creștere a duratei de viață a unui eritrocit. Sursa lor principală de energie este
se eliberează glucoză. Energia necesară pentru menținerea structurii și stabilizarea hemoglobinei este generată de glicoliză și șuntul de pentoză.
1.5 Temele orelor practice
SECȚIUNEA 1. BIOFIZICA MEMBRANEI
1. 1. Membrane biologice. Structură, proprietăți.
Capacitatea electrică specifică a membranei axonilor, măsurată cu un microelectrod intracelular, s-a dovedit a fi de 0,5 microfarad/cm2. Folosind formula condensatorului plat, estimați grosimea stratului hidrofob al unei membrane cu o constantă dielectrică de 2.
Care este distanța pe suprafața membranei eritrocitare pe care o parcurge o moleculă de fosfolipide în 1 secundă ca urmare a difuziei laterale? Se ia coeficientul de difuzie laterală egal cu 10 -12 m 2 /s. Comparați cu circumferința unui eritrocit cu diametrul de 8 microni.
În timpul tranziției de fază a fosfolipidelor membranare de la starea lichid-cristalină la gel, grosimea stratului dublu se modifică. Cum se va schimba capacitatea electrică a membranei în acest caz? Cum se va schimba intensitatea câmpului electric din membrană?
Cu ajutorul moleculelor de fosfolipide marcate cu spin, a fost stabilit gradientul de vâscozitate de-a lungul grosimii membranei. Descrieți fostul experiment. Unde este vâscozitatea mai mare: la suprafața membranei sau în centrul acesteia?
1.1.1. Grosimea membranei biologice:
10 A, 3. OD um
10 nm 4, 10 um
1.1.2. Modelul mozaic fluid al unei membrane biologice include:
stratul proteic, polizaharidele și lipidele de suprafață
monostratul lipidic și colesterolul
bistrat lipidic, proteine, microfilamente
dublu strat lipidic
1.1.3. Partea lipidică a membranei biologice se află în următoarea stare fizică:
lichid amorf
solid cristalin
solid amorf
cristal lichid
1.1.4. Capacitatea electrică specifică a membranei axonului:
1.1.5. Timpul de transfer caracteristic al transferului unei molecule de fosfolipide de la o poziție de echilibru la alta în timpul difuzării lor:
1.1.6. Tranziția de fază a stratului dublu lipidic al membranelor de la starea lichid-cristalină la gel este însoțită de:
subțierea membranei
grosimea membranei nu se modifică
îngroșarea membranei
1.2. Transportul substanțelor prin membranele biologice.
Întrebări de control, sarcini, sarcini pentru seminarii
1. De ce parametri depinde raza critică a porului lipidic dintr-o membrană?
2. Calculați raza critică a porilor în absența unui potențial de membrană. Luați tensiunea de margine a porului 10 -11 N, tensiunea superficială a stratului dublu lipidic 0,3 mN/m.
3. Cum se va schimba difuzia facilitată a ionilor de kaoium cu participarea moleculei de valinomicină după tranziția de fază a lipidelor membranei de la starea de cristal lichid la gel?
4. Capacitatea electrică specifică a membranei axonilor, măsurată cu un microelectrod intracelular, sa dovedit a fi de 0,5 microfarad/cm2. Folosind formula condensatorului plat, estimați grosimea stratului hidrofob al unei membrane cu o constantă dielectrică de 2.
Teste de monitorizare model
1.2.1. Transportul ionilor are loc în direcția:
1.2.2. Ecuația de difuzie pentru non-electroliți (Fika) se scrie:
2.3. Molecula de valinomicină transportă prin membrană:
1.2.4. Transferul de materie în timpul difuziei facilitate este comparat cu difuzia simplă:
Mai lent
1.3. Potențialele bioelectrice.
Întrebări de control, sarcini, sarcini pentru seminarii
Ce transport de ioni creează o diferență de potențial membranar: pasiv sau activ?
Care este mai mare: viteza de propagare a unui semnal electric de-a lungul firelor unui telegraf marin sau viteza de propagare a unui impuls nervos de-a lungul membranei axonului? De ce?
Explicați mecanismul biofizic de acțiune al otravii Tetro-Dotoxină și al anestezicul local tetraetilamoniu.
Cum se corelează permeabilitatea membranei axonului de calmar pentru diverși ioni în repaus și în timpul excitației?
Cum se va schimba forma graficului potențialului de acțiune dacă schimbăm compoziția chimică în interiorul axonului și în exterior: axo-plasma este înlocuită cu lichid extracelular, iar fluidul extracelular - cu axoplasmă?
Care este puterea câmpului electric pe membrana în repaus, dacă concentrația ionilor de potasiu în interiorul celulei este de 125 mmol / l, în exterior - 2,5 mmol / l, iar grosimea membranei este de 8 nm?
(Răspuns: 1,3 * 10 7 V / m.)
7. Calculați amplitudinea potențialului de acțiune, dacă con-
concentrația de potasiu și sodiu în interiorul celulei țesutului excitabil
nici respectiv: 125 mmol / l, 1,5 mmol / l, și în exterior
2,5 mmol/l și 125 mmol/l.(Răspuns: 160 mV.)
Teste de monitorizare model
1.3.1 Potențialul de membrană f m se numește:
1.3.2. Diametrul vârfului electrodului intracelular utilizat pentru măsurători ale potențialului membranei:
proporțional cu dimensiunea celulei
mult mai mic decât celula
celule mult mai mari
1.4. Mecanismul de generare a potențialului de acțiune.
Întrebări de control, sarcini, sarcini pentru seminarii
1. Este posibil un proces pe membrana unei celule excitabile, în care fluxuri de ioni diferiți cu același semn de sarcină curg simultan spre?
2. Care este sensul expresiei
pentru faza II a potențialului de acțiune al cardiomiocitelor?
3. Care este motivul pentru care curentul prin canal este discret, iar prin membrană - continuu, în schimbare lină?
Teste de monitorizare model
1.4.1. În faza de depolarizare în timpul excitării axonului, fluxurile de ioni Na + sunt direcționate:
1. iad 2. bd 3. iad 4. in 5. ag
1. 4.2. În faza de repolarizare a axonilor, fluxurile de ioni sunt direcționate:
1.ad 2.bd 3.be 4.d
4.3. Durata potențialului de acțiune al cardiomiocitelor în comparație cu potențialul de acțiune al axonilor
1. mai mare de 2. mai mic de 3. egal
4.4. Faza de platou într-un cardiomiocit este determinată de fluxurile ionice:
1. Antonov V.F. Biofizica membranelor // Jurnal educațional Sorovsky. - 1997. - T. - 6. S. 1-15.
2. Antonov V.F., Smirnova E.Yu., Shevchenko E.V. Membrane lipidice în timpul transformărilor de fază. - M.: Nauka, 1992. - S. 125.
3. Klenchin V.A. membrane biologice. - 1993. - T. 10. -S. 5-19.
4. Chizmajaev Yu.A., Arakelyan V.B., Pastushenko V.F. Biofizica membranelor. - M.: Nauka, 1981. - S. 207-229.
5. Kotek A., Janacek K. transport membranar. M.: Mir, 1980.
6. Lightfoot E. Fenomene de transport în sistemele vii. M.: 1977.
7. Rubin A.B. Biofizică. M.: Mai sus. Shk., 1987.
8. Membrane biologice: Colectare / Sub. Ed. D.S. Parsons. Moscova: Atomizdat, 1978.
9. Membrană: Canale ionice: Sat. Artă. M.: Mir, 1981.
10. Hills B.V. sat. Membrană: canale ionice. M.: Mir, 1981.
11. Fiziologia și fiziopatologia inimii. Sub. ed. N. Sperelakis: M.: Medicină, 1998.
12. Fiziologia umană. Sub. ed. Schmidt R. și Tevs G. T. 1. M .: Mir, 1996.
SECȚIUNEA 2. BIOFIZICA CELULELE ȘI ORGANELOR
2. 1. Activitatea electrică a organelor.
Întrebări de control, sarcini, sarcini pentru seminarii
1. Care este principiul unui generator echivalent? Dați exemple de utilizare a acestui principiu.
2. De ce problema inversă a electrocardiografiei este o sarcină de diagnostic, și nu una directă?
3. Care este mecanismul de formare a unei hărți a potențialelor electrice pe suprafața corpului uman?
4. De ce este necesar să se înregistreze cel puțin 3 derivații ECG și nu, de exemplu, una?
Teste de monitorizare model
2.1.1. La modelarea ECG, se presupune că mediul care înconjoară dipolii
A. omogen a, eterogen
b. izotrop b", anizotrop
în. limitat în”, infinit
1. abc 2. a"b"c" 3.ab"c 4.abc"
2.1.2. Care este motivul schimbărilor în mărimea și direcția vectorului electric integral al inimii în timpul ciclului de lucru?
contracția ventriculilor inimii
acoperirea succesivă a undei de excitație a diferitelor structuri ale inimii
activitatea metabolică a cardiomiocitelor
încetinind viteza undei în nodul atrioventricular
2.1.3. De ce amplitudinile acelorași dinți ECG în același timp în derivații diferite nu sunt aceleași?
pentru diferite derivații, valoarea vectorului electric integral E _
în derivații diferite, rotația vectorului E este diferită
proiecțiile vectorului E pe diferite derivații nu sunt aceleași
fiecare derivație are propriul său vector E
2.1.4. Vectorul electric integral al inimii E descrie buclele P, QRS, T:
1.orizontală
2.în planul suprafeţei toracelui
Z.în spațiul de volum XYZ
4. în planul care leagă punctele mâinii drepte, stângi și piciorului stâng
2.1.5 Diferențele de potențial înregistrate
1. ag 2. fi 3. vg 4. dv
2.2. Procese autowave în mediile active.
Întrebări de control, sarcini, sarcini pentru seminarii
Care este diferența fundamentală dintre undele automate în mediile active și undele mecanice în mediile elastice?
De ce se propagă o undă automată într-un mediu activ fără amortizare?
Se observă interferența undelor automate în mediile active?
De ce depind parametrii autowave din mediul activ?
Potențialul prag pentru celulele regiunii miocardice este de - 30 mV. Potențialul transmembranar al celulelor din această zonă a atins la un moment dat o valoare de 40 mV. Poate fi transmisă o undă de excitație prin această zonă a miocardului?
Teste de monitorizare model
2.2.1. Unda de excitație (autowave), care se propagă prin mediul activ (de exemplu, prin structura miocardului), nu se degradează:
prin transferul de energie de la o celulă la alta
va detecta eliberarea energiei stocate de fiecare celulă
ca urmare a transferului de energie mecanică a contracției miocardice
ca urmare a utilizării energiei câmpului electric
2.2.2 Lungimea de undă de excitație în mediul activ depinde de:
A. amplitudini ale potentialului de actiune al cardiomiocitului
b. asupra vitezei de propagare a undelor prin miocard
în. asupra frecvenței pulsului stimulatorului cardiac
g. din durata perioadei refractare a excitatului
celule1. ab 2. bg 3. cg 4. ag
2.2.3 Circulația unui autowave (reintrare) de durata X într-un inel cu perimetru / poate avea loc în condiția:
2.2.4. Dacă într-un mediu activ neomogen există zone cu refractare R 1 și R 2 (R 2 > R :) și impulsurile de la stimulator cardiac urmează cu o perioadă T, atunci transformarea ritmului poate avea loc în condiția:
1. T
R13.T = R2-R1 2.3. Biofizica contractiei musculare.
Întrebări de control, sarcini, sarcini pentru seminarii
De ce contracția izometrică are o formă diferită de dependență F(t) la diferite lungimi inițiale ale mușchilor?
Este posibil să se determine sarcina maximă pe care o poate suporta un mușchi din curba V(P) Hill?
Eficiența contracției musculare crește odată cu generarea crescută de căldură de către acel mușchi?
Care sunt diferențele dintre cuplarea electromecanică în cardiomiocite și mușchiul scheletic?
Teste de monitorizare model
2.3.1. În timpul contracției musculare:
A. filamentele de actină alunecă în sarcomer de-a lungul miozinei
b. miozina se comprimă ca un resort
în. punțile se atașează la situsurile active ale actinei
d. poduri deschise
1. av 2. bg 3. bv 4. ag
2.3.2. Forța de contracție generată de un mușchi este determinată de:
1. lungimea firului activ
2 schimbare de forță generată de un pod
numărul de poduri închise simultan
elasticitatea filamentului de miozină
2.3.3. Dependența vitezei v a unei singure contracții musculare de sarcina P are forma:
2.3.4 Cuplajul electromecanic este determinat de următorul lanț de evenimente:
A. eliberarea ionilor de Ca 2+ pe miofibrile
b. excitarea membranei celulare
în. transportul activ al ionilor de Ca 2+ în reticulul sarcoplasmatic
d. închiderea punţilor către centrii activi de actină
e. alunecarea actinei în sarcomer
1. Fiziologia umană. T. 2. M.: Mir, 1996.
2. Vasiliev V.A., Romanovsky Yu.N., Yakhno V.G. Procese autowave. Moscova: Nauka, 1987.
3.Ivanitsky G.R., Krinsky V.I., Selkov E.E. Biofizica matematică a celulei. Moscova: Nauka, 1978.
4. Chernysh A.M. Biomecanica neomogenităților mușchiului cardiac. Moscova: Nauka, 1993.
5. Bendol J. Mușchi, molecule și mișcare. M.: Mir, 1989.
SECȚIUNEA 3. BIOFIZICA SISTEMELOR COMPLEXE
3.1. Modelarea proceselor biofizice.
Întrebări de control, sarcini, sarcini pentru seminarii
Cât timp după injectare va rămâne 10% din masa inițială a medicamentului în sânge dacă constanta de excreție k = 0,3 (1/oră)?
Constantele de excreție a două medicamente diferite diferă cu un factor de doi. Desenați grafice calitative ale modificărilor masei medicamentului în sânge în timpul injecțiilor pentru aceste două cazuri. De câte ori diferă ratele de excreție la t = O?
La ceva timp după ce pacientul a fost pus pe picurare (când concentrația medicamentului a atins un nivel staționar), i s-a administrat o injecție. Desenați un grafic calitativ al modificării masei medicamentului în timp.
Teste de monitorizare model
3.1.1. Modelul prădător-pradă arată că populațiile de prădători și pradă efectuează oscilații armonice. Sunt frecvențele și fazele acestor oscilații aceleași?
A. frecvențele sunt aceleași. fazele sunt aceleasi
b. frecvențele sunt diferite d. fazele sunt diferite
1. av 2. bv 3. ag 4. bg
3.1.2. Ce model este adecvat pentru studiile electrogenezei în celule?
1. lipozom 2. membrana lipidica dublu stratificat
3. axon de calmar 4. Model Frank
3.2. Biofizica sistemului circulator.
Întrebări de control, sarcini, sarcini pentru seminarii
Complex educațional și metodologic pe disciplina „reglementarea de stat a economiei”
Complex de instruire și metodologie... educational-metodiccomplexpedisciplina„REGOLAMENTUL DE STAT AL ECONOMIEI” UFA -2007 Reglementarea de stat a economiei: educational-metodiccomplex... științe economice educational-metodiccomplexpedisciplina"Stat...
Complex educațional și metodologic la disciplina pregătire profesională generală „teorie și metode de predare a biologiei” specialitatea „050102 65 - biologie”
Complex de instruire și metodologieeducational-metodiccomplexpeComplex de instruire și metodologie
... __________________________________________________________ (Numele complet.) educational-metodiccomplexpedisciplina Organizarea calculatoarelor si... Samme G.V. educational-metodiccomplexpedisciplina Organizarea calculatoarelor și a sistemelor (nume disciplinelor) compilat...
Raza vasului sa redus la jumătate. De câte ori se va modifica viteza volumetrice a fluxului sanguin cu o scădere constantă a presiunii?
Calculați tensiunea arterială la o distanță de 5 cm de la începutul vasului, dacă la începutul vasului presiunea este de 10 4 Pa, raza acestuia este de 1 mm, vâscozitatea sângelui este de 0,005 Pa s, viteza liniară a sângele este de 20 cm/s.
De câte ori se va schimba rata de scădere a presiunii la începutul diastolei dacă rezistența hidraulică a vaselor mici crește cu 20%?
De câte ori este rezistența hidraulică a unei secțiuni aortice (raza aortică 1,25 cm) mai mică decât rezistența hidraulică a unei secțiuni de arteră de aceeași lungime (raza arterei 2,5 mm)? Vâscozitatea sângelui din arteră este de 0,9 din vâscozitatea sângelui din aortă.
De câte ori ar trebui să crească tensiunea arterială la începutul unui vas mare, astfel încât atunci când lumenul acestuia se îngustează cu 30%, presiunea la ieșirea vasului și debitul volumetric al sângelui să rămână aceleași? În absența constrângerii, căderea de presiune în vas este de 0,2 din presiunea de la începutul vasului.
în Biologie, Candidat la Științe Pediatrie, Conf. univ. Osipova I.V. metodic instructiuni catre student pe studiu disciplinelorDisciplina„Metodologia extracurriculare...
Sânge și eritrocite. Continuăm să publicăm materiale despre sânge.
Cum arată un eritrocit? În condiții fiziologice normale în fluxul sanguin, eritrocitele au o formă biconcavă cu îngroșare uniformă de-a lungul marginilor și cu o parte centrală mai ușoară - pellor.
Într-un studiu optic-luminos, un eritrocit normal colorat în mod obișnuit cu coloranți acizi are forma unui disc cu un diametru de 6,9-7,7 și până la 9,0 microni. În funcție de dimensiune, eritrocitele sunt împărțite în micro și macrocite, dar cele mai multe dintre ele sunt reprezentate de normocite / discocite.
Proprietățile morfofuncționale ale eritrocitelor
Un eritrocit este o celulă biconcavă fără nucleu, cu un volum mediu de 90,0 µm 3 și o suprafață de 142 µm 2 . Grosimea sa cea mai mare este de 2,4 µm, iar cea minimă este de 1 µm.
În preparatul uscat, dimensiunea medie a unui eritrocit este de 7,55 μm; 95% din substanța sa uscată cade pe hemoglobina proteică care conține fier și doar 5% - pe ponderea altor substanțe (alte proteine și lipide). Astfel de celule reprezintă majoritatea absolută - peste 85% - a eritrocitelor umane sănătoase.
Formele nucleare ale unui germen eritrocitar se disting cu ușurință de majoritatea celulelor din seria leucocitară prin absența granulelor în citoplasma lor (erorile sunt posibile numai la identificarea celulelor blastice). Eritroblastele sunt caracterizate de cromatina nucleară mai granulară și mai densă.
Cavitatea centrală (pellor) a discului eritrocitar reprezintă 35 până la 55% din suprafața acestuia, iar pe secțiune transversală, eritrocitul are forma unei gogoși, care, pe de o parte, asigură conservarea hemoglobinei și, pe pe de altă parte, permite eritrocitului să treacă chiar și prin cele mai subțiri capilare. Modelele disponibile în prezent ale structurii eritrocitelor corespund conceptului de proprietăți specifice acestei celule, în special membranei sale, care, în ciuda sensibilității sale la presiunea deformare, oferă rezistență la îndoire și o creștere a suprafeței totale.
Datele din literatura de specialitate indică faptul că dimensiunea și deformabilitatea membranei eritrocitelor sunt cele mai importante caracteristici ale acestora, care sunt asociate cu funcționarea normală a acestor celule, inclusiv capacitatea mare de migrare, participarea la procesele metabolice (în primul rând la schimbul de oxigen).
Modificările proprietăților microelastometrice ale eritrocitelor și „transformarea” discocitelor în alte forme morfologice pot fi cauzate de diverși agenți. Astfel, apariția excrescentelor superficiale duce la o scădere a elasticității membranei, care se poate datora forțelor opuse apărute în procesul de deformare a eritrocitei; deformarea crește odată cu scăderea concentrației de ATP în celule.
Dacă integritatea membranei celulare este încălcată, atunci eritrocitul își pierde forma caracteristică și se transformă într-un sferoplast, care, la rândul său, este hemolizat. Structura membranei eritrocitare (discocitul) este aceeași în întregime; și în ciuda faptului că în diferitele sale părți pot apărea depresiuni și umflături, modificările presiunii intra- sau extracelulare cu o răspândire de ± 15% nu provoacă încrețirea întregii celule, deoarece are o marjă semnificativă de „antideformabilitate” . Membrana eritrocitară are suficientă elasticitate pentru a rezista influenței diferiților factori care apar în timpul circulației eritrocitelor prin fluxul sanguin.
Compoziția membranei eritrocitare include: fosfolipide (36,3%), sfingomieline (29,6%), colesterol (22,2%) și glicolipide (11,9%). Primele două elemente sunt molecule amfifile într-un mediu apos, formând un dublu strat lipidic caracteristic, care este, de asemenea, pătruns cu molecule proteice integrale asociate în interiorul eritrocitului cu citoscheletul său.
Lipidele membranare sunt în stare lichidă, au o vâscozitate scăzută (de doar 10-100 de ori vâscozitatea apei). Lipidele, acidul sialic, oligozaharidele antigenice, proteinele adsorbite sunt situate pe suprafața exterioară a membranei; suprafata interioara a membranei este reprezentata de enzime glicolitice, sodiu si calciu, ATPaza, glicoproteine si hemoglobina.
Stratul dublu lipidic al membranei îndeplinește trei funcții: funcția de barieră pentru ioni și molecule, baza structurală pentru funcționarea receptorilor și enzimelor (proteine, glicoproteine, glicolipide) și mecanică. În implementarea unei funcții specializate, respiratorii - transferul de oxigen sau dioxid de carbon - rolul principal îl au proteinele membranare „încorporate” în stratul dublu lipidic. Eritrocitele mature nu sunt capabile să sintetizeze acizi nucleici și hemoglobină; se caracterizează printr-un nivel scăzut al metabolismului, ceea ce asigură o perioadă de viață suficient de lungă a acestor celule (120 de zile).
Pe măsură ce eritrocitul îmbătrânește, suprafața acestuia scade, în timp ce conținutul de hemoglobină rămâne neschimbat. S-a stabilit că la vârsta „matură”, eritrocitele păstrează o compoziție chimică constantă pentru o lungă perioadă de timp, dar pe măsură ce celulele îmbătrânesc, conținutul de substanțe chimice din ele scade treptat. Citoscheletul eritrocitar este format și controlat de „familii” multigene și asociate membranei de proteine care organizează domenii membranare specializate care mențin funcția și forma acestei celule înalt specializate.
Potențialul electric al eritrocitelor
Membrana eritrocitară conține 50% proteine, până la 45% lipide și până la 10% carbohidrați. Pe suprafața celulelor intacte, distribuția „în rețea” a sarcinilor este determinată de o glicoproteină care conține acid sialic (neutramic), care determină până la 62% din sarcina negativă de suprafață a celulei.
Se crede că fiecare sarcină electrică corespunde unei molecule din acest acid. Pierderea acidului sialic de către suprafața eritrocitelor duce la o scădere a mobilității electroforetice (EPM) a acestuia și la suprimarea transportului de cationi. În consecință, pe suprafața celulei există un „mozaic” de sarcini, determinat de grupări cationice și anionice, al căror raport determină sarcina electrică totală a eritrocitelor.
Pentru a menține o stare optimă de homeostazie, celulele sanguine trebuie să aibă o încărcare stabilă. Stabilitatea ridicată a EFP este asigurată de un mecanism subtil de reglare a acestuia - echilibrul proceselor de peroxidare a lipidelor (LPO) din membranele eritrocitare și efectul protector al sistemului antioxidant.
S-a stabilit empiric că receptorii pentru anticorpi sunt localizați pe membrana eritrocitară, iar prezența chiar și a unei cantități mici a acestora la suprafață poate perturba funcțiile fiziologice normale din organism și poate modifica EFP a eritrocitelor. Acest lucru poate afecta nivelul hemoglobinei din acesta din urmă, deoarece conținutul de hemoglobină și EFP este strict coordonat.
De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că, sub efectele extreme ale factorilor negativi asupra organismului, produsele peroxidării lipidelor afectează proprietățile electrocinetice ale eritrocitelor. La rândul său, acest lucru se reflectă în rata proceselor de peroxid în membranele lor.
Datorită repulsiei electrostatice („răspândirea” conform lui Chizhevsky) a celulelor eritrocitare încărcate asemănătoare, acestea din urmă se deplasează liber prin vasele de sânge, îndeplinindu-și funcția de transport de oxigen. Prin urmare, o încălcare a stabilității sarcinii poate fi considerată un indicator integral al modificărilor patologice din organism.
2. Care este distanța pe suprafața membranei eritrocitare pe care o parcurge o moleculă de fosfolipide în 1 secundă ca urmare a difuziei laterale? Luați coeficientul de difuzie lateral egal cu 10–12 m2/s. Comparați cu circumferința unui eritrocite cu un diametru de 8 µm.
3. În timpul tranziției de fază a fosfolipidelor membranei de la starea de cristal lichid la gel, grosimea stratului dublu se modifică. Cum se va schimba capacitatea membranei în acest caz? Cum se va schimba intensitatea câmpului electric din membrană?
4. Cum se va schimba capacitatea electrică a membranei (specifice) în timpul tranziției sale de la starea de cristal lichid la gel, dacă se cunoaște
5. Calculați timpul de viață așezat și frecvența salturilor de la un strat membranar la altul membrane lipidice ale reticulului sarcoplasmatic, dacă coeficientul de difuzie laterală D=12 µm 2 /s, aria ocupată de o moleculă de fosfolipide A= 0,7 nm 2.
6. Calculați coeficientul de permeabilitate pentru substanța al cărei flux prin membrană este mol/m. Concentrația unei substanțe în interiorul celulei și în exterior - mol / l.
7. De câte ori trebuie să o depășească concentrația intracelulară a ionilor de potasiu pe cea externă astfel încât potențialul de repaus să fie de 91mV. Calculați temperatura celulei.
8. Calculați coeficientul de distribuție K pentru o substanță dacă, cu grosimea membranei de 10 nm, coeficientul de difuzie este de 7,2 * 10 cm, iar coeficientul de permeabilitate este de 14 cm/s.
9. Diferența de concentrație a moleculelor de substanță pe membrana unei anumite celule este de 48 mmol / l, coeficientul de distribuție între membrană și mediu este de 30, coeficientul de difuzie este de 1,5 * 10, densitatea fluxului este de 25 mol / m. Calculați grosimea acestei membrane.
10. Aflați coeficientul de permeabilitate al membranei plasmatice Mycoplasma, pentru formamidă, dacă, cu o diferență a concentrațiilor acestei substanțe în interiorul și exteriorul membranei, egală cu 0,5 * 10, densitatea de flux prin membrană este de 8 * 10 cm/s. .
17. Raza critică a unui por lipidic dintr-o membrană depinde de tensiunea marginii porului , de tensiunea superficială a membranei și de potențialul de membrană . Deduceți o formulă pentru raza critică a porilor. Calculați raza critică a porilor în absența unui potențial de membrană. Luați tensiunea de margine a porului 10 - 11 N, tensiunea superficială a stratului dublu lipidic 0,3 mN/m.18. În timpul tranziției de fază a fosfolipidelor membranare de la starea de cristal lichid la gel, grosimea stratului dublu se modifică. Cum se va schimba capacitatea membranei în acest caz? Cum se va schimba intensitatea câmpului electric din membrană?
19. În timpul tranziției de fază a fosfolipidelor membranare de la starea de cristal lichid la gel, grosimea stratului dublu se modifică. Cum se va schimba capacitatea membranei în acest caz? Cum se va schimba intensitatea câmpului electric din membrană?20. Cum se va schimba capacitatea electrică a membranei (specifice) în timpul trecerii acesteia de la starea de cristal lichid la gel, dacă se știe că în starea de cristal lichid grosimea stratului hidrofob este de 3,9 nm, iar în gel stare - 4,7 nm. Constanta dielectrică a lipidelor 2.
21. Presiunea osmotică a sângelui uman este de 0,77 MPa. Câți moli de sare de NaCl ar trebui să conțină o soluție salină izotonă în 200 ml de apă la o temperatură de 37 0 C?
22. Când spectrul RMN al aceleiași probe a fost reînregistrat, temperatura s-a schimbat, liniile spectrului au devenit mai înguste. În ce direcție s-a schimbat temperatura: a scăzut sau a crescut?
23. Aflați lungimea undei electromagnetice la care apare EPR într-un câmp magnetic cu o inducție magnetică de 0,3T. Luați factorul Lande egal cu doi.
24. Un curent curge de-a lungul unui contur cu o rază de 0,5 m. Aflați puterea acestui curent dacă se știe că momentul magnetic al circuitului B.
26. Determinați puterea de radiație termică a unei persoane goale cu S = 1 m 2 din suprafața corpului, dacă temperatura pielii este t 1 = 30 0 C, mediul este t 2 = 20 0 C. Coeficientul de absorbție cutanată k = 0,9
27. Intensitatea radiațiilor corpului uman a crescut cu 2,62%. Cu ce procente a crescut temperatura?
28. Determinați lungimea de undă corespunzătoare densității spectrale maxime a luminozității energetice a corpului uman, considerându-l un corp gri. Temperatura pielii t=30 0 C.
29. Determinați indicele natural de absorbție molar al substanțelor dacă, la concentrația sa într-o soluție de c \u003d 0,03 mol / l, densitatea optică a soluției este D \u003d 1. Lungimea cuvei l= 2 cm.
30. Observând mișcarea globulelor roșii într-un capilar la microscop, puteți măsura viteza fluxului sanguin (). Rata medie a fluxului sanguin în aortă este de . Pe baza acestor date, determinați de câte ori este mai mare suma tuturor capilarelor funcționale decât secțiunea transversală a aortei.
31. Calculați limita de rezoluție z a unui microscop electronic, dacă tensiunea de accelerație din acesta este U=100 kV, unghiul de deschidere este u=10 -2 rad.
32. Calculați vâscozitatea sângelui la hematocrit normal (c=45%) dacă vâscozitatea plasmatică este
33. Calculați volumul maxim minut Qmax de sânge la care fluxul sanguin în aortă rămâne laminar. Diametrul aortic d=2 cm, vâscozitatea sângelui, densitatea, numărul critic Reynolds Re kr =2000.
34. Viteza de propagare a undei de puls prin arteră este v=10 m/s. Determinați modulul de elasticitate E al arterei, dacă grosimea peretelui acesteia h=0,7 mm, diametrul interior d=8 mm, densitatea sângelui
35. Raza aortei este de 1,0 cm; viteza fluxului sanguin în aortă este de 30 cm/s. Care este viteza fluxului sanguin în capilare dacă aria totală a secțiunii transversale a capilarelor este de 2000 cm 2 . (Diametrul fiecărui capilar este luat ca , iar numărul de capilare este mai mare de un milion).
36. În medicină, efectul Doppler este utilizat pentru a determina viteza de mișcare a structurilor biologice individuale (de exemplu, sânge, valve cardiace). Cum este modificarea frecvenței unui semnal ultrasonic reflectat de la un obiect în mișcare legată de viteza acestuia?
37. Pe pistonul unei seringi situate orizontal se aplică o forță F = 10 N. Determinați viteza v a curgerii medicamentului din acul seringii dacă densitatea medicamentului este , diametrul pistonului este d = 7 mm și aria acestuia este mult mai mare decât aria secțiunii transversale a acului.
38. Cu ce viteză v plutește în sus o bula de aer cu diametrul d = 4 mm într-un vas plin cu glicerină? Vâscozitatea cinematică a glicerinei, densitatea sa este mult mai mare decât cea a aerului.
39. În unele boli, numărul critic Reynolds din vase devine egal cu 1160. Aflați viteza de mișcare a sângelui cu care este posibilă trecerea de la fluxul laminar la cel turbulent într-un vas cu diametrul de 2 mm.
40. Nivelul volumului sunetului este de 120 phon, iar o conversație liniștită - la aceeași distanță - 41 phon. Determinați raportul intensităților.
42. Intensitatea sunetului 10-2 W/m2. Aflați presiunea acustică dacă rezistența acustică a mediului (aerul) este de 420 kg/m2s.
43. Determinați valoarea amplitudinii presiunii sonore pentru un ton pur cu o frecvență de 1000 Hz, la care membrana timpanică se poate rupe dacă ruptura are loc la un nivel de volum L E = 160 phon. (Răspunsul este exprimat în pascali și în atm.)
44. Încălzitorul electric din instalația de tratare termică a materiilor prime medicinale evaporă 1 litru de apă în 10 minute, vâscos la o temperatură de 20 0 C. Determinați lungimea firului de nicrom cu o secțiune transversală de 0,5 mm 2, avand in vedere ca instalatia este alimentata la 120 V si randamentul acesteia este de 80% ?
45. Intensitatea luminii care trece printr-o soluție de aspirină într-un solvent neabsorbant este redusă cu un factor de trei datorită absorbției. Concentraţia moleculelor de aspirină n 0 =10 20 m -3 . Calea luminii în soluție = 150 mm. Determinați secțiunea transversală de absorbție eficientă a aspirinei.
46. Determină diferența de fază a undei de puls între două puncte ale arterei situate la distanță unul de celălalt, având în vedere viteza undei de puls egală cu v = 10 m / s, oscilațiile inimii sunt armonice cu o frecvență = 1,2 Hz.
49. Pentru a încălzi țesutul muscular, electrozii plati li se aplică o tensiune cu o amplitudine U 0 \u003d 250 V și o frecvență \u003d 10 6 Hz. Rezistența activă a acestei secțiuni a circuitului R=10 3 Ohm; capacitatea C= F. Determinați cantitatea de căldură degajată în volumul de țesut dintre electrozi în perioada de oscilație T și în timpul procedurii t=10 min.
50. Iontoforeza este folosită pentru a introduce medicamente în corpul uman. Determinați numărul de ioni ionizați individual ai substanței medicamentoase administrate pacientului în timp t= 10 min la o densitate de curent de 0,05 mA/cm2 de la un electrod cu o suprafață de S=5 cm2
ÎNTREBĂRI DE EXAMEN
membrane biologice. Tipuri de membrane biologice și funcțiile acestora.
Tipuri de lipide membranare și proprietățile lor. Structuri lipidice bistraturi.
Colesterolul. Dinamica lipidelor din membrană. Tranziții de fază în membrană.
proteine membranare. Tipuri și funcții ale proteinelor membranare.
Structura membranelor biologice.
membrane artificiale. Lipozomi.
Metode de studiere a structurii membranelor.
Fenomene capilare, semnificația lor în biologie și medicină. embolie gazoasă.
Transportul substantelor prin membranele biologice.Cai de patrundere a substantelor in celula.
Tipuri de transport. difuzie simplă.
Transportul nonelectroliților prin membranele biologice.
Mecanisme de bază ale transportului pasiv.
Transport de ioni. Transportul ionic al substanțelor în canale.
Mecanisme de permeabilitate a membranelor biologice. Structura și funcțiile canalelor ionice și purtătorilor. Mecanismele electrogenezei.
Transport activ prin membranele biologice.
Mecanismele moleculare ale potențialelor electrochimice ale membranelor și propagarea unui impuls nervos de-a lungul unei fibre excitabile.
Conceptul de excitabilitate electrică . Potențiale de odihnă .
Metode de măsurare a potențialului de membrană. Tehnologia cu microelectrozi.
potenţial de acţiune . Mecanismul de generare și propagare a potențialului de acțiune.
Metode de studiere a mecanismelor moleculare ale potențialelor electromecanice ale membranelor.
Propagarea unui impuls nervos de-a lungul unei fibre excitabile.
Senzori de informații biomedicale. Tipuri de senzori.
Scopul și clasificarea senzorilor, caracteristici.
Fenomene termoelectrice în metale și semiconductori.
Calibrarea senzorilor termici și determinarea temperaturii unei substanțe.
Electrozi pentru preluarea semnalului bioelectric.
Curenți ionici în modelul Hodgkin-Huxley.
Canale ionice din membranele celulare. Structura canalului ionic.
Mecanismul de generare a potențialului de acțiune al cardiomiocitului.
potenţiale membranare. Potențialul de acțiune al celulei inimii.
Bazele fizice ale electrocardiografiei. Aparatul, principiul de funcționare al electrocardiografului .. Abordări de bază ale înregistrării ECG.
Înregistrare ECG și principii de analiză.
Electroencefalografia. Ritmuri EEG de bază. semnificația lor funcțională.
Înregistrarea EEG și principii de analiză. teste functionale.
Principalele tipuri de activitate electrică a neuronilor piramidali.
37. Nivelurile energetice ale moleculelor (energia electronică, vibrațională și de rotație a moleculelor).
38. Tranziții electronice în absorbția luminii.
39. Spectrele de absorbție ale moleculelor unor compuși importanți din punct de vedere biologic.
40. Metode de studiere a proceselor fotobiologice folosind spectre.
41. Dispozitivul și principiul de funcționare al spectrofotometrelor .
42. Studiul metodelor de cercetare spectrofotometrică pentru determinarea concentraţiei substanţelor în fluidele biologice.
43. Luminescența sistemelor biologice.
44. Luminescență. Diferite tipuri de luminiscență.
45. Fotoluminiscență. regula lui Stokes.
46. Randament cuantic al fluorescenței. Nivel triplet și fosforescență.
47. Analiza fotoluminiscentă calitativă și cantitativă a obiectelor biologice.
48. Microscopie fluorescentă. Chemiluminescență, mecanism de generare a chemiluminiscenței
49. Etapele primare ale proceselor fotobiologice.
50. Spectre de acţiune fotobiologică.
51. Studiul produselor reacţiilor fotobiochimice primare.
52. Oxidarea radicalilor liberi.Reactii fotochimice primare ale proteinelor.53. Transformarea fotochimică a ADN-ului.
54. Caracteristici ale acțiunii radiațiilor laser de mare intensitate asupra ADN-ului.
55. Fotoreactivare și fotoprotecție.
56. Acţiunea luminii ultraviolete asupra membranelor biologice.
57. Procese fotobiologice fotosensibilizate.
58. Studiul obiectelor biologice în microscopie.
59. Metode speciale de microscopie a obiectelor biologice
60. Sistem optic al unui microscop, construirea unei imagini a unui obiect.
61. Formula pentru mărirea unui microscop optic.
62. Biofizica contractiei musculare . Model cu filet culisant.
63. Biomecanica muşchiului. Ecuația Hill.
64. Puterea unei singure contracții. Simularea contracției musculare.
65. Interfata electromecanica
66. Sistemul circulator (artere, vene). Mecanismul circulației sanguine
67. Mișcarea sângelui în vase mari.
68. Organizarea fluxului sanguin în microvase.
69. Mișcarea celulelor sanguine în capilare.
70. Factori care determină proprietățile reologice ale sângelui.
71. Forme de orientare a eritrocitelor în capilare.
72. Modele hemodinamice ale fluxului sanguin prin vase.
73. Tipare generale fizice și matematice ale mișcării sângelui în fluxul sanguin.
74. Reografia diferitelor organe și țesuturi . Metode pentru studiul circulației sanguine.
75. Metode de înregistrare și principii de analiză a curbei eografice. Reografie integrală și regională.
76. Metode de înregistrare indirectă a șocului și ejecției minute. Reografie integrată pe computer.
77. Baza fizică a interacțiunii dintre sunet și țesuturi biologice.
78. Clasificarea dispozitivelor și dispozitivelor medicale.
79. Forme de energie care sunt convertite într-un traductor de măsurare.
80. Dispozitive medicale în scop terapeutic.
81. Echipamente medicale electronice terapeutice.
82. Metode de terapie de înaltă frecvență (HF, UHF, microunde etc.) și efectele lor biofizice.
83. Dispozitivul aparatului de terapie UHF și principiul său de funcționare.
84. Tehnica terapeutică bazată pe utilizarea curentului continuu
85. Dispozitivul aparatului de galvanizare și principiul său de funcționare. Baza fizică a galvanizării
86. Convertoare fotoelectrice.
87. Mijloace tehnice de bază ale introscopiei medicale.
88. Proiectări ale senzorilor și principalele lor caracteristici.
89. Aparate pentru măsurarea funcţiei respiraţiei externe
90. Înregistrarea mișcărilor toracelui în timpul mișcărilor respiratorii. Pneumografie, spirometrie, spirografie.
Lista abilităților practice
a inregistra EEG., RG
să înregistreze ECG în derivații standard;
să poată explica geneza fenomenelor ECG și metodele de detectare a acestora.
invata sa formezi un diagnostic electrocardiografic.
înregistrarea parametrilor fizici,
rezultatele măsurătorilor procesului folosind instrumente de calcul;
măsurarea concentrației de substanțe folosind instrumente fotometrice.
rezolva problema împerecherii optime a unui obiect biologic și mijloace tehnice în cercetarea biomedicală;
să aleagă mijloacele tehnice potrivite în rezolvarea problemelor medicale
1. Din aceasta s-a concluzionat că membrana eritrocitară este formată din molecule lipidice dispuse în două straturi.
Aparent, această concluzie a lui Gorter și Grendel s-a dovedit a fi corectă numai datorită compensării reciproce a erorilor, totuși, în termeni istorici, această lucrare a fost de mare importanță, deoarece de atunci conceptul de dublu strat lipidic ca bază structurală a biologicului. membranele a devenit dominantă și de fapt s-a dovedit a fi corectă.
Conceptul unei membrane lipidice bimoleculare a fost dezvoltat în continuare în modelul Devson-Danielli din 1935, sau modelul „sandwich”, în care se presupunea că proteinele acoperă suprafața stratului dublu lipidic. Acesta a fost un model neobișnuit de succes, iar în următorii 30 de ani, numeroase date experimentale, în special cele obținute folosind difracția cu raze X și microscopia electronică, au confirmat pe deplin adecvarea acestuia. Totuși, în același timp, s-a descoperit că membranele îndeplinesc o mare varietate de funcții, iar pentru a explica acest fenomen, modelul original Devson-Danielli a fost modificat în mod repetat.
Progresul rapid în membranologie, care a dus la formarea conceptelor moderne, a fost realizat în mare parte datorită progreselor în studiul proprietăților proteinelor membranare. Studiile microscopice electronice folosind metoda freeze-shear au arătat că particulele globulare sunt încorporate în membrane. Între timp, biochimiștii care foloseau detergenți au reușit să disocieze membranele în starea de „particule” active funcțional. Datele spectrale au indicat că proteinele membranare sunt caracterizate printr-un conținut ridicat de elice a și că probabil formează globule, mai degrabă decât să fie distribuite ca monostrat pe suprafața stratului dublu lipidic. Proprietățile nepolare ale proteinelor membranare au sugerat prezența unor contacte hidrofobe între proteine și regiunea interioară nepolară a stratului dublu lipidic. În același timp, au fost dezvoltate metode care au făcut posibilă dezvăluirea fluidității dublului strat lipidic. Singer și Nicholson au reunit toate aceste idei pentru a crea un model de mozaic fluid. În cadrul acestui model, membrana este reprezentată ca un dublu strat fosfolipidic fluid, în care sunt scufundate proteine care difuzează liber. Vechiul model Devson-Danielli era static și explica cu succes datele structurale disponibile la acea vreme, obținute la o rezoluție destul de scăzută. În același timp, din 1970, s-a acordat multă atenție studiului proprietăților dinamice și relației acestora cu funcțiile membranei. În ultimii ani, modelul mozaic fluid a fost și el modificat, iar acest proces va continua. În special, acum a devenit clar că nu toate proteinele membranei difuzează liber în stratul dublu lipidic lichid. Există date despre existența domeniilor j laterale în membrana însăși. Rolul citoscheletului este, de asemenea, studiat cu atenție. Devine din ce în ce mai clar că unele porțiuni ale membranelor par să difere ca structură de stratul dublu lipidic clasic. Cu toate acestea, în viitorul previzibil, modelul mozaic fluid în diferitele sale modificări va servi drept bază conceptuală pentru multe studii de membrane.
3. Morfologia membranelorDouă metode au jucat un rol important în elucidarea morfologiei membranelor: difracția cu raze X și microscopia electronică. Cu ajutorul lor a fost confirmată corectitudinea modelului cu două straturi. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că ambele metode se confruntă cu o serie de limitări în elucidarea unei imagini detaliate a organizării moleculare a membranelor.
3.1 Difracția de raze X
În studiul probelor cristaline foarte ordonate folosind metoda difracției cu raze X, este posibil să se obțină informații despre structură cu rezoluție înaltă. În cazul preparatelor prost ordonate, posibilitățile acestei metode sunt limitate. Unele sisteme membranare specializate au deja o structură regulată și, prin urmare, pot fi studiate prin metode de difracție cu raze X. Un exemplu de acest fel este teaca de mielină a fibrelor nervoase periferice; este o membrană care, înfășurându-se în mod repetat în jurul axonului, formează un sistem regulat de structuri concentrice ale membranei. Studiile de difracție cu raze X asupra mielinei, efectuate încă din anii 1930, confirmă adecvarea modelului dublu strat al membranelor. Aceeași concluzie o trage și studiul segmentului exterior al tijelor retinei vertebratelor, care sunt sisteme membranare ordonate natural, precum și sisteme ordonate artificial care se formează în timpul colapsului în condiții de centrifugare a veziculelor membranare obținute din mitocondrii și eritrocite. . În toate aceste cazuri, a fost observată o distribuție similară a densității electronice în membrană, prezentată în Fig. 1.4.
Pentru a interpreta datele de difracție de raze X, este necesar să se determine nu numai intensitățile reflexiilor, ci și fazele acestora. În cazul sistemelor cu membrane ambalate regulat, problema este mult simplificată, deoarece aceste sisteme constau din elemente repetate cu simetrie centrală.
Datele obținute arată că structura tuturor membranelor este similară: au o regiune interioară hidrofobă cu o densitate electronică scăzută și două straturi de grupări polare cu o densitate mare de electroni. Datele de difracție de raze X obținute pentru diferite membrane diferă doar puțin, în ciuda diferențelor mari în conținutul lor de proteine. Deși datele de difracție cu raze X oferă unele informații despre modul în care cea mai mare parte a proteinelor membranei este localizată în membrană, în general, metoda de analiză a difracției cu raze X nu oferă o imagine moleculară detaliată.
Wilkins și colab. au remarcat în 1971 că difracția cu raze X poate fi folosită și pentru a studia dispersiile apoase ale membranelor și fosfolipidelor. În acest caz, reflexiile generate de regiunile polare de pe ambele părți ale stratului dublu fac posibilă găsirea grosimii acestuia egală cu distanța dintre capetele polare, iar distanța dintre aceste lanțuri poate fi determinată din reflexiile generate de lanțurile de hidrocarburi ordonate. . Și în acest caz, preparatele membranare obținute din diferite surse au dat un model de difracție similar, ceea ce confirmă universalitatea modelului cu două straturi.
Imposibilitatea obținerii unui model molecular detaliat folosind metoda difracției limitează aplicarea acestei metode la studiul membranelor biologice. Cu toate acestea, poate fi foarte util în studiul sistemelor ordonate lipide-apoase.
3.2 Microscopia electronică
Microscopia electronică cu transmisie a secțiunilor subțiri de mielină și, de fapt, a tuturor celorlalte membrane, dezvăluie o structură caracteristică cu trei straturi constând din două benzi dense de electroni separate printr-un interval de aproximativ 80 A. Această imagine este obținută în mare măsură ca un rezultat al tratamentului preparatelor cu tetroxid de osmiu, utilizat de obicei în această metodă. Robertson a numit structura observată „unitară” pentru a-i sublinia universalitatea și, deși mecanismele moleculare de colorare a membranei cu osmiu sunt necunoscute, această structură a fost considerată o confirmare a validității modelului dublu strat al membranei. Este clar, totuși, că membranele pot fi afectate negativ în timpul pregătirii specimenelor pentru microscopia electronică cu transmisie. În special, se știe că tratamentul cu tetroxid de osmiu duce la o pierdere semnificativă de proteine din membrana eritrocitară. Și, deși structura cu trei straturi observată în acest caz reflectă într-o oarecare măsură organizarea membranelor bistraturi, informații mai detaliate despre localizarea proteinelor nu pot fi obținute prin această metodă.
Unele informații despre aranjarea proteinelor membranare au fost furnizate de noi metode, care au devenit acum „clasice” - metodele de congelare-clivaj și congelare-gravare. În aceste cazuri, preparatele sunt înghețate rapid, fără a le expune vreun efect dăunător, ca la obținerea secțiunilor subțiri. Procesul de preparare a medicamentelor include următoarele operații.
După congelare, proba, care este o suspensie de celule sau membrane, este tăiată cu un cuțit la temperatură scăzută în vid înalt. Forțele generate în timpul ciobirii duc la formarea unei tăieturi care trece prin eșantion. S-a dovedit că atunci când planul tăiat trece prin membrană, aceasta din urmă se împarte în principal de-a lungul regiunii sale de mijloc și se împarte în două jumătăți. Ca rezultat, regiunea internă a membranei este expusă pe planurile de clivaj formate.
Dacă este necesar, proba este supusă gravării - sublimarea obișnuită a gheții se efectuează în vid. Acest lucru permite o mai bună vizualizare a structurilor de suprafață ale membranelor celulare.
După aceea, se obține o așa-numită replică de pe suprafața expusă. Această replică este studiată la microscop electronic. Pentru a obține o replică, platina este mai întâi depusă pe probă la un unghi de aproximativ 45° pentru a dezvălui caracteristicile topologice ale preparatului. Apoi replica din platină primește rezistență mecanică prin aplicarea unui strat de carbon pe ea. După aceea, preparatul este dezghețat, replica plutește în sus și este prinsă folosind o plasă specială.
Cele mai caracteristice structuri observate în studiul membranelor prin metoda îngheț-clivaj sunt numeroase particule intramembranare cu un diametru de 80 până la 100 Å, situate în planul clivajelor membranei. De obicei sunt localizați aleatoriu, dar uneori formează grupuri. Numeroase studii au arătat că aceste particule sunt posibil proteine de membrană. În mod curios, microscopia electronică a secțiunilor subțiri nu dezvăluie astfel de structuri. Replicile obținute din cele două jumătăți ale membranei despicate nu sunt întotdeauna complementare din punct de vedere topologic. Aceasta înseamnă că unele particule sunt legate doar de una dintre jumătățile membranei. Datele de divizare a înghețului au fost utilizate pe scară largă de Singer și Nicholson în dezvoltarea modelului mozaic fluid al membranelor, deoarece au arătat în mod convingător că proteinele globulare sunt situate nu numai pe suprafața membranei, ci și în interiorul stratului dublu.
Figura 1.6 prezintă o micrografie electronică a unui preparat de proteolipozomi reconstruiți din fosfatidilcolină de ou și un preparat nefracționat de proteină din banda 3 dintr-o membrană eritrocitară umană; Preparatul a fost obţinut prin metoda congelare-clivare.
Proteina de bandă 3 este componenta proteică principală a membranei eritrocitelor și este cunoscută că transportă anioni. Dacă veziculele fosfolipide nu conțin această proteină, atunci preparatele de chip congelate rezultate au o suprafață netedă.
La încorporarea proteinei benzii 3 în veziculele fosfolipide, pe clivaj apar particule intramembranare, care practic nu se pot distinge de particulele observate în membranele eritrocitelor. Mai mult, la pH 5,5, particulele observate în membrana eritrocitară se agregă, iar această agregare se realizează ca urmare a interacțiunii proteinei benzii 3 cu alte două proteine, spectrina și actina.
Acestea din urmă sunt componente ale citoscheletului situat pe suprafața interioară a membranei eritrocitare. Sistemul reconstruit constând din proteina din banda 3 și fosfatidilcolină se comportă în mod similar, cu agregarea particulelor observată în prezența spectrinei și actinei la pH 5,5, dar nu la pH 7,6.
Aceste date au consolidat și mai mult conceptul de proteine membranare ca particule globulare care se mișcă liber în planul membranei. În mod interesant, micrografiile statice ale preparatelor obținute prin metoda congelare-clivare au ajutat cercetătorii să studieze proprietățile dinamice ale membranelor. După cum vom vedea, există multe proteine în membrane care nu pot înota liber în marea lipidelor.
4. Izolarea membranelorÎn ultimele trei decenii, a devenit din ce în ce mai clar că marea majoritate a funcțiilor celulare sunt realizate cu participarea directă a membranelor.
Atât celulele vegetale, cât și cele animale sunt împărțite în compartimente, iar multe organele citoplasmatice, așa cum se arată în secțiunea 1.1, sunt de natură membranară.
Pe lângă organelele caracteristice majorității celulelor, există și sisteme membranare specializate, cum ar fi reticulul sarcoplasmatic al celulelor musculare, teaca de mielină a fibrelor nervoase periferice, membranele tilacoide ale cloroplastelor și membranele discurilor din tijele retiniene. Organismele procariote au și membrane, deși nu la fel de dezvoltate ca cele eucariote.
Bacteriile Gram-pozitive, cum ar fi Bacillus subtilis, au doar o membrană citoplasmatică, în timp ce bacteriile Gram-negative, cum ar fi Escherichia coli, au și una exterioară situată deasupra unui perete celular subțire de peptidoglican.
Unele organite specializate au fost găsite și în celulele procariote. Unii virusuri patogeni pentru animale, cum ar fi virușii înveliți, au o membrană adevărată, iar astfel de membrane s-au dovedit a fi extrem de interesante de studiat.
Studiul membranelor, de regulă, este asociat cu purificarea lor, iar fiecare tip de membrană este caracterizat de propriile condiții pentru izolarea pregătitoare.
Deci, dacă trebuie să studiați membrana plasmatică a oricăror celule, atunci trebuie mai întâi să izolați aceste celule din țesut. Trebuie apoi selectate condițiile optime pentru distrugerea celulelor și separarea membranelor de interes de alte componente celulare. Criteriile de puritate ale membranelor izolate merită o atenție specială.
4.1 Distrugerea celulelor
Este de dorit să alegeți o tehnică care să distrugă efectiv celulele în sine, menținând în același timp structura membranelor care urmează să fie izolate. Pentru multe celule animale, poate fi utilizată o procedură relativ blândă, cum ar fi omogenizarea în Downs cu pereți de sticlă sau omogenizatoare Potter-Elveheim cu un pistil de teflon. În acest caz, celulele sunt distruse din cauza forțelor de forfecare care apar atunci când suspensia este forțată printr-un spațiu îngust între pistilul de teflon și peretele de sticlă al omogenizatorului. Cu acest tratament, membrana plasmatică „se rupe” și legăturile dintre diferitele organite sunt distruse, menținând în același timp integritatea organelelor în sine. Folosind această procedură, regiunile specializate ale membranei plasmatice pot fi, de asemenea, separate unele de altele, de exemplu, regiunile bazolaterale sau apicale ale membranei celulelor epiteliale. Este de dorit să se lucreze în condiții în care integritatea organelelor este menținută pentru a minimiza posibilitatea eliberării enzimelor hidrolitice și pentru a facilita operațiunile ulterioare de separare a membranei.
Pentru distrugerea celulelor cu un perete, sunt necesare metode mai stricte. Uneori, înainte ca celulele să fie distruse, acestea sunt mai întâi tratate cu enzime care descompun componente ale peretelui celular pentru a facilita distrugerea ulterioară a acestuia. De exemplu, tratamentul cu tampon Tris-EDTA și lizozimă este utilizat pentru a distruge celulele E. coli. Tehnicile mai stricte includ frecarea celulelor, sonicarea lor și extrudarea lor. Măcinarea se efectuează de obicei în prezența diferitelor materiale abrazive - nisip, alumină sau margele de sticlă. Volumele mici de material pot fi măcinate într-un mojar și pistil, dar pentru volume mai mari trebuie folosite dispozitive mecanice speciale. Celulele bacteriene sunt adesea distruse cu ajutorul ultrasunetelor. Se crede că în acest caz, distrugerea are loc sub acțiunea forțelor tăietoare rezultate din cavitație. Aceleași forțe apar atunci când o suspensie celulară este forțată printr-o gaură mică, de exemplu, când celulele sunt distruse folosind o presă franceză. Există multe varietăți ale acestor metode, iar alegerea lor depinde de caracteristicile sistemului de membrană care urmează să fie studiat.
Trebuie remarcat faptul că fragmentele de membrană obținute în timpul distrugerii celulelor formează de obicei în mod spontan vezicule. Un exemplu este:
1) microzomi derivați din membrana plasmatică, reticulul endoplasmatic sau sisteme specializate, cum ar fi membrana sarcoplasmatică;
2) particule submitocondriale din membrana mitocondrială internă;
3) sinaptozomii formați atunci când terminațiile nervoase sunt rupte în zona contactelor sinaptice;
4) vezicule membranare bacteriene formate din membrana plasmatică a E. coli. Veziculele se formează și din alte sisteme membranare, de exemplu, din membranele aparatului Golgi. Dimensiunea lor în majoritatea cazurilor depinde în mare măsură de metoda de distrugere a celulelor. Acest lucru este deosebit de important, deoarece dimensiunea veziculelor determină în mare măsură viteza de sedimentare a acestora în timpul centrifugării și comportamentul lor în etapele ulterioare ale purificării membranei. Unele membrane nu formează vezicule, în special membranele suprafețelor laterale ale celulelor animale în contact unele cu altele. Când astfel de celule sunt distruse, o pereche de fragmente de membrană adiacente este ruptă, ținute împreună de zona de contact. Prezența unor astfel de contacte împiedică închiderea fragmentelor în vezicule, astfel încât membranele sunt eliberate sub formă de plăci sau structuri sub formă de panglică.
De mare importanță în distrugerea celulelor este și alegerea corectă a mediului. De exemplu, pentru a menține organele membranare închise, ar trebui să folosiți un mediu izoosmotic pentru conținutul lor intern. Cel mai adesea, o soluție de zaharoză este utilizată pentru aceasta la o concentrație de 0,25-0,30 M. În unele cazuri, este mai bine să utilizați sorbitol și manitol. Trebuie remarcat faptul că păstrarea izotonicității joacă, de asemenea, un rol important în etapele ulterioare ale izolării pregătitoare a organitelor intacte.
4.2 Separarea membranelor
În prezent, centrifugarea este folosită cel mai frecvent pentru a separa membranele. Particulele din membrană pot fi clasificate în funcție de viteza lor de sedimentare sau densitatea de plutire. Prima metoda se numeste centrifugare zonala si separarea are loc in functie de valorile S, iar a doua este centrifugare izopicnica iar separarea are loc in conditii de densitate de echilibru. În practică, se utilizează de obicei un hibrid dintre aceste două metode. Figura 1.7 arată poziția unor unități subcelulare pe planul de coordonate „S-g”.
Abscisa arată coeficienții de sedimentare a particulelor, iar ordonata arată densitatea.
Principiul separării prin viteza de sedimentare poate fi ușor de înțeles prin compararea valorilor S pentru diferite fracții. De exemplu, nucleele au valori S relativ ridicate, adică rata lor de sedimentare este mult mai mare decât cea a majorității celorlalte organite subcelulare. Nucleii pot fi peletați selectiv prin centrifugarea omogenatului celular, lăsând toate celelalte organite în supernatant. În același timp, reticulul endoplasmatic neted și aspru nu poate fi separat prin centrifugare zonală.
Diferențele de densitate sunt adesea folosite pentru a izola diferite fracțiuni de membrană dintr-un omogenat celular. În acest scop, se efectuează centrifugarea într-un gradient de densitate. Cel mai adesea, zaharoza este folosită pentru a crea un gradient de densitate, dar această metodă are dezavantaje serioase. Pentru a obține densitatea necesară separării diferitelor fracții de membrană, este necesar să se pregătească soluții cu o concentrație mare de zaharoză, care au o vâscozitate mare și sunt, de asemenea, hipertonice. Introducerea organelelor subcelulare într-o soluție hipertonică de zaharoză duce la deshidratarea acestora, iar ajustarea ulterioară a soluției la condițiile izotonice este adesea însoțită de liză și deteriorarea organelelor. O altă problemă este că multe organele membranare sunt permeabile la zaharoză. De asemenea, poate duce la distrugerea osmotică a organelelor. Penetrarea zaharozei în organele membranare separabile le poate schimba densitatea efectivă.
Tabelul 1.1. Timpul fizic folosește din ce în ce mai mult alte medii pentru a crea un gradient de densitate. Unele dintre aceste medii sunt enumerate în Tabelul 1.1
Pentru a rezolva aceste probleme, ultimele proprietăți ale mediilor de gradient.
1. Ficoll. Polimer hidrofil de zaharoză cu greutate moleculară mare, care poate fi folosit pentru a obține soluții de C „Densitate de până la 1,2 g/ml. Principalul său avantaj este presiunea osmotică scăzută a soluțiilor în comparație cu soluțiile cu o concentrație echivalentă de zaharoză. Datorită acestui fapt, este posibil să se creeze soluții izotonice în intervalul de concentrații datorită includerii suplimentare de zaharoză sau săruri acceptabile fiziologic în mediu. Dezavantajele sunt vâscozitatea ridicată a soluțiilor rezultate și dependența semnificativ neliniară a vâscozității și osmolarității de concentraţie.
2. Metrizamidă. Glucoză triiodosubstituită benzamidă Soluțiile de metrizamidă au o densitate mai mare decât soluțiile de ficoll la aceleași concentrații. Principalul avantaj al solutiilor de metrizamida este vascozitatea lor foarte scazuta, ceea ce permite o separare mai rapida.Solutia de metrizamida 35% are o osmolaritate aproape fiziologica, astfel incat majoritatea operatiilor din timpul separarii membranare pot fi efectuate fara a le expune la solutii hipertonice. Metrizoatul de sodiu este un compus înrudit cu proprietăți similare cu metrizamidei, cu singura diferență că soluția sa este izotonă la o concentrație de aproximativ 20%. Metrizoatul de sodiu este utilizat în principal pentru izolarea celulelor intacte. Naikodenz este, de asemenea, un derivat al acidului triiodobenzoic, dar are trei catene laterale hidrofile. Când este centrifugat, își dezvoltă rapid propriul gradient de densitate; folosit pentru a izola organele subcelulare.
Percoll. Suspensie coloidală de silicagel acoperită cu polivinilpirolidonă. Această acoperire reduce efectul toxic al gelului de silice. Principalul avantaj al percoll este că nu pătrunde în membranele biologice, iar soluțiile sale au vâscozitate scăzută și osmolaritate scăzută. Datorită dimensiunii mari ale particulelor, centrifugarea soluției Percoll la viteze moderate are ca rezultat formarea unui gradient de densitate. Prin urmare, separarea are loc de obicei foarte repede. Mediul folosit pentru centrifugare poate fi izotonic pe tot volumul datorită includerii de săruri sau zaharoză în acesta. Nu este dificil să se creeze un gradient blând, care să facă posibilă realizarea unei separări foarte eficiente a fracțiilor de membrană în funcție de densitatea lor plutitoare.
Sorbitol și manitol. Aceste substanțe sunt uneori folosite în locul zaharozei deoarece, conform datelor publicate, ele pătrund prin unele membrane biologice mai rău decât zaharoza.
Rețineți că glicerolul nu este utilizat pentru a crea un gradient de densitate deoarece nu poate atinge valori suficient de mari de densitate. Sărurile de metale alcaline precum CsCl sunt utilizate numai atunci când sunt necesare soluții de înaltă densitate. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că, la concentrațiile necesare pentru a crea o densitate de echilibru, aceste săruri au adesea un efect dăunător asupra organitelor membranei.
Alte metode sunt, de asemenea, utilizate pentru a izola membranele din omogenate celulare, deși nu la fel de frecvent ca centrifugarea.
1. Distribuția fazelor. În acest caz, separarea particulelor de membrană are loc în conformitate cu proprietățile lor de suprafață. În acest scop, se formează două straturi nemiscibile de soluții apoase de diferiți polimeri solubili în apă. Exemple sunt amestecuri de polietilen glicol dextran și dextranficoll. Particulele de membrană sunt separate în funcție de afinitatea lor pentru aceste faze. Acestea din urmă pot fi selectate astfel încât să separe membranele prin încărcătura lor de suprafață sau hidrofobicitate.
Electroforeză continuă în flux liber. În acest caz, separarea particulelor are loc în funcție de sarcina lor electrică. Medicamentul care trebuie divizat este introdus continuu într-un strat subțire de tampon care curge pe un perete vertical. În acest caz, un câmp electric este aplicat perpendicular pe direcția fluxului. Astfel, separarea electroforetică a particulelor are loc în tamponul care curge, care este colectat în partea inferioară a camerei sub formă de fracții separate.
adsorbție prin afinitate. Separarea se bazează pe o interacțiune biospecifică între componentele membranei și faza solidă. Odată cu descoperirea anticorpilor monoclonali, a devenit posibilă crearea unor tehnici de preparare bazate pe utilizarea componentelor antigenice specifice pentru izolarea membranei. Anticorpii rezultați pot fi atașați covalent pe un suport solid și cu ajutorul lor pentru a realiza legarea specifică a membranelor respective. Cel mai adesea, această metodă este utilizată pentru a izola proteinele membranare. Una dintre problemele care apar aici este legată de selectarea condițiilor de eluare a membranei care nu ar provoca denaturarea proteinelor.
O metodă bazată pe utilizarea microgranulelor de silicagel. De obicei, ponderea membranelor plasmatice nu reprezintă mai mult de 1°7o din masa totală a tuturor membranelor celulelor eucariote. Prin urmare, izolarea membranelor plasmatice absolut pure este asociată cu mari dificultăți. O abordare care a fost dezvoltată special pentru izolarea membranelor plasmatice se bazează pe utilizarea microbilor de silicagel cationizate. Aceste granule sunt puternic adsorbite pe suprafața exterioară a membranei plasmatice a celulelor intacte, iar fracțiunea de membrane plasmatice asociată cu granulele este ușor separată în gradientul de densitate a zaharozei de alte membrane datorită densității mai mari a granulelor. O caracteristică a acestei metode este că, în preparatul rezultat, membrana plasmatică cu suprafața sa interioară este transformată într-o soluție.
4.3 Criterii de puritate pentru fracțiile de membrană
Poate cel mai obiectiv criteriu pentru puritatea fracției de membrană izolată este prezența în ea a unei componente unice care este conținută numai în această membrană sau este predominant în ea. De obicei, astfel de componente sunt enzime, care în acest caz se numesc markeri. Lista enzimelor marker care sunt utilizate pentru a controla puritatea fracțiilor de membrană este dată în tabelul 1.2.La determinarea activității unei enzime, trebuie luat în considerare faptul că aceasta poate fi într-o formă latentă, de exemplu, datorită faptul că este localizat pe suprafața interioară a veziculelor membranare secretate. Alte probleme asociate cu evaluarea purității membranelor izolate sunt luate în considerare în revizuire. Trebuie remarcat faptul că metodele recomandate în majoritatea cazurilor sunt bine dezvoltate și standardizate.
În unele cazuri, markerii de membrană mai convenabil nu sunt enzime, ci receptori specifici pentru lectine, hormoni, toxine sau anticorpi. Dacă sistemele studiate sunt bine caracterizate, atunci puritatea fracției de membrană poate fi apreciată după compoziția sa proteică determinată prin electroforeză pe gel de poliacrilamidă în prezența dodecil sulfatului de sodiu. De exemplu, membrana exterioară a bacteriilor Gram-negative are un set caracteristic de polipeptide care nu sunt prezente în membrana citoplasmatică.
Tabelul 1.2 Markeri utilizați pentru a controla puritatea fracțiilor de membrană izolate din celulele de mamifere "
Fracția de membrană enzima marker Membrane plasmatice 5"-Nucleotidaza Fosfodiesteraza alcalina Na * / K + -ATPaza (bazolateral-
membrana epitelială celule) Adenilat ciclază (bazal membrana hepatocitară) Aminopeptidaza (membrană epiteliul marginii perie) Mitocondriile (interne Citocrom c oxidaza membrană) succinat-citocrom c-oxido- reductaza Mitocondriile (exterioare Monoaminoxidaza membrană) Lizozomi Fosfataza acidă 0-galactosendaza Peroxizomii catalaza urat oxidaza D-aminoacid oxidaza Membrane ale aparatului Galactosiltransferaza Golgi Endoplasmatic Glucozo-6-fosfataza reticul Colina fosfotransferaza NADPH-citocrom c-oxido- reductaza Citosol lactat dehidrogenază Alte criterii care pot fi utilizate pentru a judeca puritatea membranelor includ morfologia lor, care este detectată cu ajutorul microscopiei electronice și caracteristicile compoziției chimice. De exemplu, fracțiile reprezentând membrana plasmatică, aparatul Golgi sau mitocondriile pot fi identificate prin morfologia lor. În unele cazuri, medicamentul se caracterizează prin conținutul de colesterol în el. De exemplu, membranele mitocondriale conțin mult mai puțin colesterol decât Golgi și membranele plasmatice.
Molecule de detergent per micelă. În cercetarea membranelor, se utilizează o gamă destul de limitată de detergenți. În tabel. 1 le prezintă pe cele care sunt utilizate cel mai des pentru solubilizarea și reconstrucția membranelor. Acești detergenți se caracterizează prin valori CMC destul de ridicate (10-4-10-2 M) și prin faptul că aparțin categoriei așa-numiților detergenți moi, adică astfel de...
Formarea bistratului este o proprietate specială a moleculelor de lipide și se realizează chiar și în afara celulei. Cele mai importante proprietăți ale stratului dublu: - capacitatea de auto-asamblare - fluiditate - asimetrie. 1.2. Deși principalele proprietăți ale membranelor biologice sunt determinate de proprietățile stratului dublu lipidic, majoritatea funcțiilor specifice sunt asigurate de proteinele membranei. Majoritatea dintre ele pătrund în stratul dublu sub forma unui singur...
în sens invers